Ejemplo Zona Inundable y Erosividad

Taller de Manejo de Desastres y Respuesta a Eventos Extremos utilizando SERVIR EJERCICIO 4: Estimacin de reas inundables y anlisis de erosin

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EJERCICIO 4

Estimacin de reas Inundables y Anlisis de Erosin de Suelos

Para estos ejercicios, utilizaremos varias salidas de previos ejercicios como insumos para los siguientes clculos espaciales. Al seguir la tendencia de profundizar el nivel del anlisisdel procesamiento bsico de datos a la interpretacin de aquellos anlisisse puede sobreponer informacin raster generada para visualizar relaciones espaciales. El siguiente anlisis integra informacin de varios diferentes temas para poder ver relaciones causa y efecto.

Estimacin de reas Inundables

Datos requeridos: Modelo de Elevacin Digital (DEM) de SRTM Ros sintticos

1) Aadir los dos capas de elevacin al proyecto: o Elevacin de SRTM: C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\dem90_fill_nad27.img o Lmites de la Repblica de Panam:

C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\pn_lim_swdb_nad27.shp o Ros sintticos: C:\GIS\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\rios

2) Otra informacin til es el aspecto. Se puede decir que el aspecto es la direccin del pendiente. No es igual que direccin de flujo, porque resulta en valores entre -1 y 360, 0 360 siendo representaciones de grados (traducibles a N, S, E, O, NO, NE, SO, SE, y cualquier direccin entre ellos), y -1 siendo ninguna direccin. En una palabra, cmo podemos explicar mejor ninguna direccin? ______________________ Cmo sera til este concepto?

3) Correr la herramienta Aspect bajo Spatial Analyst / Surface.


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Hay algo remarcable o til en esta informacin? Hay un cierto valor en esta capa que debe ser directamente comparable con otro cierto valor de otra informacin (o varias otras capas) que hemos generado esta semana?

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Despus de observar esta capa, apagarla, pero guardarla en la Tabla de Contenidos para uso ms tarde.

4) Utilizar el DEM de 90m para extraer reas de baja elevacin, especficamente las celdas costeras de 2m o menos. Abrir la herramienta Extract by Attributes bajo Spatial Analyst / Extraction.

5) Abrir las propiedades de dem90_bajo2 y cambiar la simbologa para que todos los valores de 0, 1 y 2 sean rojo oscuro. Para hacer esto de una vez, resaltar todos los valores, hacer clic derecho y pulsar sobre Group Values. Despus, hacer doble clic en el grupo, y asignar un rojo oscuro.


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En el color rojo son celdas del DEM de 90m, y en el color azul de 1km. Notar que hay mucha ms precisin espacial cuando se usa el DEM de 90m. Definitivamente usar esta salida. El DEM de 1km sera ms aplicable para estudios globales. La capa dem90_bajo2 servir como el anlisis de potencial de inundacin costera. Cules son algunos problemas con este anlisis?

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6) Se tiene que seleccionar las celdas solamente costeras para mejorar este anlisis. Para empezar, hacer una capa del mar. Ya se gener una capa del agua, utilizando la banda 3 del espectro visual de ASTER, pero existe otras maneras de realizar esto. Abrir la herramienta Reclassify en Spatial Analyst / Reclass. Reclasificar el DEM para que todas las celdas vacas (NoData) tengan un valor (1), y todas las celdas con valores (la tierra) tengan NoData.

7) Aqu est la capa del mar, pero todava no tiene las celdas solamente costeras (de hecho no tiene ninguna celda terrestre).

Utilizando esta capa del alcance del mar, cmo se puede ubicar las celdas costeras?


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8) Abrir la herramienta Expand en Spatial Analyst / Generalization. Esta herramienta expande el alcance de un raster, dado ciertas condiciones. En este caso, extender el alcance del mar por una celda. La capa resaltante ser el mar ms las celdas costeras. Number of cells significa el nmero de celdas para expandir, y Zone values provee una lista de los valores de las zonas para expandir. Porque solo existe un valor en la capa del mar, solo meter el valor 1 en la lista.

9) Hacer zoom in para comparar los resultados:

10) Ahora se puede extraer las celdas costeras. Porque mar_y_costa tiene una lnea del ancho de una celda (costa) que es comn con la capa dem90_fill_nad27, se puede utilizar la herramienta

Extract by Mask en Spatial Analyst / Extraction para cortar el DEM. La mscara en este caso sera la mar_y_costa:

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mar_y_costa

mar_y_costa


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Alguien tiene una mejor idea / metodologa de crear una capa raster de la costa? Por favor?

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En todas maneras, felicidades. Ya se tiene una capa de la costa que incluye valores de elevacin.

11) Despus de obtener los pxeles de la costa, correr Extract by Attributes en Spatial Analyst / Extraction, para seleccionar celdas de valores de 2m o menos.

Notar que solo incluye las celdas costeras de elevacin de 0, 1 o 2 metros. Ya no es una lnea continua.


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12) Para extender el anlisis interiormente, aplicar la herramienta que se us para extender el mar al interior. Correr Expand a las celdas costeras de 0, 1 y 2 metros (costa_dem_012) por 1 celda (90m). Nombrar la salida costabaja_x1, que indica que es la 1 expansin de las celdas costeras bajas al interior.

Cmo seleccionamos otras celdas susceptibles a inundacin costera? La capa resultante del proceso de Expand (costabaja_x1) ya no incluye valores del DEM, sino solo una expansin de los valores previos en la capa costa_dem_012.

13) Se puede seguir el proceso, Expansin por expansin, para definir cada celda que est susceptible a inundacin costera. Ahora, vamos a ver otra manera de aplicar el Aspect (aspecto) a estimaciones de reas inundables.

14) Crear una capa de reas planas, cuya fuente / insumo, valor de las celdas y significado, ya debemos entender. value < 0 incluir todos valores negativos, que significa terreno plano.

15) En lugar de tener un rango de valores entre -1 y 1, reclasificar la capa de aspect_plano para que tenga un valor.

-1 - -1


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16) Convertir los resultados (aspecto_plano_) a shape para que pueda seleccionar cada rea plana individual. Dejar sin marcar Generalize lines.

17) Encender la capa de ros sintticos generados del DEM de 90m (rios).

18) Convertir los ros sintticos (rios) de raster a vector, tambin, para que pueda seleccionar por ubicacin (Select by Location). Dejar sin marcar General lines.


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19) En el Men de Selection, abrir Select by Location, y Select features from aspect_plano_poli that intersect the features in this layer: stream_poli.

20) Despus de seleccionar estos polgonos, hacer clic derecho en aspect_plano_poli en la Tabla de Contenidos, seleccionar Data / Export Data. Guardar todos los polgonos seleccionados (subrayados en cian) como otro archivo vector.


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21) Guardar los resultados en la misma direccin de trabajo, con un nombre descriptivo, como rio_area_inundable.shp, porque son reas inundables alrededor de los ros.

22) Revisar los resultados. Cmo se puede mejorar este anlisis?

Anlisis de la Vulnerabilidad Relativa de Erosin

Este Anlisis rpido de la Vulnerabilidad Relativa de Erosin es un indicador que viene del Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE); aunque, no incluye la cobertura de tierra o su manejo. Como enfoca en el paisaje fsico inherente, sin considerar la alteracin humana, provee una indicacin del potencial de erosin natural. Consecuentemente muestra reas donde se debe evitar actividades erosibles.

Mientras hay varias maneras de hacer clculos espaciales, exploraremos el Men de Spatial Analyst, a diferencia de las herramientas separadas que ya hemos utilizado.


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Datos requeridos: elevacin (DEM) pendiente precipitacin anual (y el R-factor: Factor de erosividad de la lluvia) suelo (factor-K: Factor de erosividad del suelo)

23) Crear un nuevo proyecto en ArcMap. Guardarlo como: C:\ Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\Erosion.mxd

24) Aadir las cuatro capas al proyecto: o Elevacin: C:\Taller_SERVIR\3_DEM\dem_fill o Pendiente: C:\Taller_SERVIR\3_DEM\slope o Precipitacin: C:\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\pcp_anual o Suelos: C:\GIS\Taller_SERVIR\4_Inund_Eros\suelo_kff

o Tip: sostener Ctrl para seleccionar y aadir varias capas a la vez.

25) Para estar seguro que todo los anlisis espaciales casen conjuntamente, cerciorarse que todas las capas estn en la misma referencia espacial. Capa por capa, abrir las propiedades de cada capa y seleccionar la pestaa de Source (fuente):


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o La referencia espacial debe ser NAD_1927_UTM_Zone_17N para el Datum de Norteamrica.

26) Desde ahora, todos los prximos pasos involucrarn capas en la misma proyeccin y referencia espacial.

27) Antes de empezar, definir las reglas para el anlisis espacial: o Hacer zoom a una ventana de trabajo (o sea, el pas de Panam) o Spatial Analyst / Options

o Pestaa: General o Working directory: C:\ Taller_SERVIR\4_Inund_Eros o Analysis mask:

o Pestaa: Extent o Analysis extent: Same as Layer slope (correremos todo a dentro

de esta ventana del pas de Panam, excluyendo la extensin espacial de otras capas)

o Pestaa: Cell size o Maximum of inputs (resolucin menor, definida por la capa con

celdas del tamao ms grande)

28) Examinar la capa suelo_kff. Este es nuestro grid de erosividad del suelo, que est basado en la textura del suelo.

Erodibilidad de suelo (factor-K)

29) Calcular la erosividad de lluvia (factor-R) por el DEM y precipitacin anual. En Spatial Analyst / Raster Calculador o Utilizaremos el clculo de una investigacin en Costa Rica (aunque es probable que haya un

factor R nacional) 3786.6 + (1.5679 * 0.1 * [pcp_anual]) - (1.9809 * 0.328 * [dem_fill])


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El Calculador Espacial es muy particular en la sintaxis. Notar que hay espacios entre los nmeros y smbolos operativos.

30) Guardar la capa resultante. Hacer clic derecho Data / Make Permanent) como un Grid en nuestra carpeta, como factor_r en la carpeta de trabajo apropiado.

Erosividad de lluvia (factor-R)


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La salida factor_r debe aparecer automticamente en la Tabla de Contenidos y la Data

View. Si no, aadirla.

31) Utilizar slope, suelo_kff, y factor_r, para estimar la vulnerabilidad relativa a la Erosin.

o Como antes, guardar la capa resultante. Hacer clic derecho Data / Make Permanent) como un Grid en nuestra carpeta, como vuln_s_r_k en la carpeta de trabajo apropiado.

o Si la salida factor_r no aparezca automticamente en la Tabla de Contenidos y la Data

View, aadirla.

32) Revisar las salidas o Cul es la resolucin de este dataset? o Cul es el rango de valores y el promedio? o Cambiar la simbologa en una progresin de colores (por ejemplo, crema-amarillo-rojo)

Vulnerabilidad Relativa a la Erosin de Sedimentos


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Resumen de datos continuos dentro polgonos temticos

33) Aadir la capa al proyecto: o Cuencas vector de Ejercicio 3: C:\Taller_SERVIR\3_DEM\basin_poly.shp

34) Abrir Zonal Statistics en Spatial Analyst / Zonal.

35) Aplicar una simbologa interesante a los resultados.

Promedio de vulnerabilidad de erosin dentro cada cuenca

Ya que hemos seleccionado el promedio de la vulnerabilidad de erosin dentro cada cuenca, este grfico es el primer paso para identificar cuencas ms susceptibles a la erosin. Las cuencas del color rojo oscuro contienen valores de vulnerabilidad ms altos, as pues podemos inferir que hay ms sedimentacin en estas cuencas.

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